施工现场用起重吊点的设计与应用

（1.唐山开滦建设（集团）有限责任公司，河北唐山063000；2.华北理工大学信息工程学院，河北唐山063210）摘要：在机电设备或钢构安装过程中，要根据施工现场条件限制和实际需求，在施工现场的工件上或某固定位置布设临时起重吊点，并通过该吊点挂设起重工具。文中对吊耳进行了设计计算，并给出现场应用的计算公式、列表和许用应力的参考值。关键词：起重吊点；吊耳；强度；设计中图分类号:TH21文献标志码:A

XINGQifeng1,XINGShuo2063210,China）文章编号：员园园圆原圆猿猿猿（圆园员9）12原园129原园3DesignandApplicationofLiftingPointsforConstructionSites（1.TangshanKailuanConstruction(Group)Co.,Ltd.,Tangshan063000,China;2.NorthChinaUniversityofScienceandTechnology,TangshanAbstract:Duringtheinstallationprocessofelectromechanicalequipmentorsteelstructure,temporaryliftingpointsare

laidontheworkpiecesattheconstructionsiteoratafixedpositionaccordingtotheconstructionsiteconditionsandout.Thecalculationformula,theparametertable,andthereferencevalueoftheallowablestressaregiven.Keywords:liftingpoint;liftinglug;strength;design

actualneeds,andtheliftingtoolsarehungthroughtheliftingpoints.Thedesigncalculationoftheliftinglugsiscarried

1起重吊点设计应用的原则与分类1.1起重吊点的设计应用原则

套磨损量达厚度尺寸的50豫及以上时，衬套应当报废；g.若为板钩，其心轴的磨损量达原尺寸的5豫及以上时，心轴应当报废。2.2吊钩的应用

1）吊钩应有防脱钩装置，当吊索不用其绳扣挂在吊

考虑其重心位置；故吊点的设计应置于工件重心两侧且

1）起重吊点的设计既要考虑被吊工件的质量，又要

呈对称布置，这样可使工件吊点受力均衡。2）起重吊点的设计要满足强度要求和稳定性要求，且要有一定的安全储备。对于大型工件焊接的吊耳，要考虑其受力过程中可能的失稳和断裂，故需在对应的关键受力位置设置筋板或隔板，以提高吊耳局部的刚度和强度。3）吊装工件时，不允许工件承受的载荷与吊耳的设计受力方向不一致；起吊时力求使工件保持水平状态，不许出现倾斜现象。1.2

起重吊点的设计种类

在施工现场，所使用的起重吊点一般有吊钩、吊环和吊耳3种形式。3种起重吊点有的在厂家制作，有的则需现场制作完成，无论哪种形式的吊点在应用前都需进行确认检查。2.1

2吊钩的检查和应用

1）吊钩一般由专业厂家制作完成，现场使用的多为吊钩的检查

钩上时，应用挂钩绳结；2）吊钩直接悬挂在吊耳上时，应使吊耳作用在吊钩弯曲部分的中间部位，禁止在吊钩的

端部使用；3）吊钩直接挂在吊耳上，且吊钩悬挂绳索受力后处于水平或倾斜状态时，吊钩的开口应朝向上方；4）吊钩使用中应经常检查，发现有缺陷时应用10倍放大镜检查，必要时可采用着色探伤方法深度检查。3吊耳的应用

吊耳在使用时，应据现场所吊装设备或工件的负荷、吊装方式及被吊件的具体情况来选用圆钢式、板式或管轴式吊耳。通常来讲，对于吊耳的使用，其安全系数是按最不利条件下的最大负荷情况来考虑的。地面施工使用吊耳安全系数应不低于1.6；井筒井下工程按《煤矿安全规程》规定执行，如以破断强度为准的安全系数必须符合如下规定：a.专用于升降人员或用于升降人员和物料的吊耳的安全系数不小于13；b.仅用于升降物料的吊耳的安全系数不小于10。

3.1圆钢式吊耳的应用

成品；使用时应具备制造厂家的产品合格证书等技术文

件，并按其额定起吊重量来使用。2）吊钩应为锻造加工产品，铸造的吊钩不得使用。3）吊钩表面应光洁，目视检查应无毛刺、锐角、剥裂、裂纹等缺陷存在。4）吊钩上一旦确认存有缺陷，不得进行补焊，不得使用补焊后的吊钩。5）吊钩有下列7种缺陷之一时应予以报废：a.表面存有裂纹的；b.开口度比原尺寸增大15豫及以上的；c.危险断面磨损量达到原尺寸的10豫及以上的；d.危险断面或吊钩颈部已发生塑性变形的；e.扭转变形超过10毅的；f.若为板钩，其衬

吊工件上；U形吊耳使用较多，其焊缝焊接方向与吊索受力方向一致，通常用于较轻工件的吊装。

2）圆钢的材质宜采用Q235B钢材（焊接性能较好）,不

1）圆钢式吊耳。即用圆钢煨成U形或赘形并焊接在被

宜采用高强度钢或是含碳量高于20钢的优质结构钢，禁止使用螺纹钢做吊耳。

网址：www.jxgcs.com电邮：hrbengineer@163.com圆园员9年第12期129机械工程师MECHANICALENGINEER3.2板式吊耳的应用

1）板式吊耳要经设计完成，焊缝质量应符合设计要求。板式吊耳在使用时，要避免承受侧向力；焊缝强度不足时，可在侧面加焊筋板补强，通常用于较重工件的吊装。2）板式吊耳材料可采用热轧钢板Q235B钢材。轴类可采用直径100mm以下的圆钢，若轴径大于100mm时，则必须经过锻造并车削加工。3）加工和装配时，耳板应平直，垫板与工件贴合紧密，间隙不得超过1mm；切割表面不允许有毛刺、裂纹等缺陷，且耳内孔要打磨光滑，无凸凹棱角；应力集中部位应进行磁粉或是渗透探伤检测。3.3管轴吊耳的应用

1）管轴吊耳要经设计完成，端部要根据使用形式焊接在工件上，或一端或两端（焊一端的居多）；吊耳根部强度不足，可焊接相应筋板补强；使用时受力绳索应最大限度地靠近吊耳根部，以降低其受力产生的弯曲应力，通常用于大型超重工件。2）为提高起重量，满足管轴吊耳强度，往往在其内部增设通长补强的十字筋板或井字型筋板。3）管轴吊耳宜采用Q235B钢材料的结构用无缝钢管，不能使用高碳钢或是含碳量高于20钢的优质结构钢。4起重吊点的设计计算4.1圆钢式吊耳

4.1.1圆钢的应力计算选择

考虑到施工现场条件的限制和使用中必要的安全储备，其应力需按如下情况选取。

1）许用拉应力[滓]：载重量为20t以下，取80MPa；载重量为20耀50t，取100MPa；载重量为50t以上，取120MPa。

2）允许剪应力[子]：载重量为20t以下，取44MPa；载重量为20耀50t，取55MPa；载重量为50t以上，取66MPa。

3）计算时按荷重作用于中点的曲梁弯曲与剪切考虑，以曲梁系数乘直梁弯曲应力代替曲梁弯曲应力综合考虑复验：

式中：滓弯为弯环中部截面上的弯曲应力，MPa，滓弯=K1·M1/W1=仔d13/32；K1为曲梁系数，取值如表1所示。

表1曲梁系数取值L1/d11.21.41.61.82.03.04.06.010.08.0K1

1/2

滓复=（滓弯2+3子2）臆[滓复]。

LW）臆[子]。式中：he为焊缝的有效厚度，he=0.7ht,但ht为焊缝的计算长度，8ht臆LW臆40ht；即焊缝长度不宜超过40ht，超出部分不不得大于板厚的1.2倍；LW不小于0.5ht图2焊接放大图计在内；焊缝长度不得小于8ht和40mm。焊缝长度在范围内时，考虑其缺陷的存在，计算长度时取其实际长度减去10mm。4.2

板式吊耳

板式吊耳结构如图3所示，其强度计算方法如下：[滓拉]。式中：N为吊耳承受的拉力，N；M为弯曲影响系数，取值0.8；H为断面F-F的高度，mm，H=（0.8耀1.0）d；B为板式吊耳的板厚，mm；[滓拉]为许用拉应力，取110MPa。

2）G-G断面的抗剪强

图3板式吊耳结构图17毅G1）F-F断面的抗拉强度计算公式为N（/m·b·H）臆GFFBb度计算公式为N（/b·h）臆[子]。式中：N为吊耳承受的拉力，N；H为剪切面G-G高度，mm；B为板式吊耳的板厚，mm；[子]为许用剪应力，取80MPa。4.3

管轴吊耳的计算

3）图3中B值的计算公式为0.9H臆B约1.1H。

1）管轴吊耳的抗拉强度计算公式为滓拉=N/F臆[滓拉]。

式中：N为吊件在管轴吊耳上所分解的拉力，N，在吊件的力的截面面积，mm2；[滓拉]为许用拉应力，取110MPa。

重力计算时，应考虑1.1倍的动载荷系数；F为管轴吊耳受

2）管轴吊耳的剪应力计算公式为子=N/S臆[子]。式中：N

为吊件在管轴吊耳上所分解的拉力，N，在吊件的重力计算时，应考虑1.1倍的动载荷系数；S为管轴吊耳端部焊缝承受的剪切面积，mm2，若管轴吊耳中含有十字或是井字筋时，应加其截面面积；[子]为许用剪切应力，取80MPa。管轴吊耳端部焊缝承受的剪切面积计算公式为S=he·LW。式中：he为焊缝的有效厚度，he=0.7h（；LW为吊tht为焊缝高度）

4356W1；M1抑1/（7Q·L1）；W1为弯环中部截面的抗弯截面系数，

U形圆钢式吊耳如图1所示。QU形圆钢焊缝L1吊装构件3.412.401.981.751.621.331.231.141.101.08吊装钢构件34562121b3图1U形圆钢式吊耳焊接图L1b6D1D3D64.1.2圆钢式吊耳的焊缝计算图4带十字筋板的管轴吊耳如图2所示，圆钢式吊耳焊接的验算公式为子=Q（/he·

圆园员9年第12期1.管轴2.十字筋板3.挡圈4，5.筋板6.加强筋板130网址：www.jxgcs.com电邮：hrbengineer@163.com机械工程师MECHANICALENGINEER耳根部承受力的焊缝总长度。

3）管轴吊耳的稳

荷重/kN管轴1D1·b1

L1

表4带井字筋板管轴式吊耳的结构形式尺寸表井字筋板2h·L1·b2

挡圈3D3

󰀁b3

mm加强板6n588888D679088099011501250125013501350b6

32-b1，且＞1434-b1，且＞1636-b1，且＞1638-b1，且＞1640-b1，且＞1640-b1，且＞1840-b1，且＞1840-b1，且＞20筋板4a4·B4·b470×70×1070×70×1075×75×1075×75×1075×75×1275×75×1280×80×1480×80×14n488888888筋板5a5·B5·b590×90×16100×100×18100×100×20100×100×18100×100×20定性计算公式为滓=滓拉+1000426×12472372×472×1056616滓弯=N/F+M/W臆[滓]。式

1250478×14526415×526×1268118中：M为管轴吊耳上因

1500529×14571465×571×1267918拉力N产生的对吊耳根部的弯矩，N·mm；W为管轴的抗截面系数，取110MPa。

1750630×14621554×621×122000720×14665640×665×127808701820mm3；[滓]为许用应力，2250720×16705634×705×14870202500820×14754732×754×1298022100×100×1812100×100×2012100×100×2212可参阅图4、图5及表2、注：1）b1为管轴壁厚；2）h、b2分别为井字筋的宽度和板厚；3）a（B（、b（和n（分别为筋板4（5）的长4a5）、4B5）4b5）4n5）表3。

管轴1/mmD1·啄168伊11219伊10273伊10325伊10159伊8L1173183211239274度、宽度、厚度和数量。4）管轴吊耳加工2750820×16784726×784×1298022表2无筋板管轴式吊耳的结构形式尺寸表荷重/kN1015203040挡圈3/mmD3259268319373425b31515152020加强筋板6/mmD6300300350400450b655555钢丝绳直径/mm圈数2224243030334444356吊装钢构件34562121b3L1b6D1D3D6图5带井字筋板的管轴吊耳1.管轴2.井字筋板3.挡圈4，5.筋板6.加强筋板mm加强筋板6n58865525-b1，且跃1272028-b1,且跃12D6b6[1]钢结构设计规范:GB[2]钢结构焊接规范:GB[3]钢筋焊接及验收规程:JGJ[4]钢筋焊接及验收规程:J253-2003[S].18-2003[S].50661-2011[S].50017-2017[S].注：无筋板管轴吊耳设计承受力较小，结构形式相当简化，与带十字筋板的管轴吊耳示意图（图4）相比，无序号为井字筋板2、筋板4、筋板5的结构。表3带十字筋板管轴吊耳的结构形式尺寸表荷重/kN500700管轴1325伊10377伊10D1·b1384418L1十字筋板2305伊384伊10357伊418伊10h·L1·b2挡圈3455497D31214b3筋板460伊60伊860伊60伊8a4·B4·b4n4筋板5890伊90伊16890伊90伊16a5·B5·b5[参考文献]

注：1）b1为管轴壁厚；2）h、b2分别为十字筋板的宽度和板厚；3）a（B（、b（和n（分别为筋板4（5）4a5）、4B5）4b5）4n5）的长度、宽度、厚度和数量。5结语

以上所述施工现场用起重吊点的内容，关键是使用吊耳在施工现场的设计计算及应用；文中列出了一些现场应用的计算公式、列表和许用应力的参考值，具体在现场实际应用时，需使工件和吊耳的钢材和焊材要相互匹配。

[5][6]殷有泉.材料力学教材[M].北京:北京大学出版社,2009.化工设备吊耳设计选用规范:HG/T21574-2018[S].（责任编辑马忠臣）作者简介：邢启风（1966—），男，工程硕士，正高级工程师，从事机电设备安装工作。收稿日期：2019-10-14网址：www.jxgcs.com电邮：hrbengineer@163.com圆园员9年第12期131